КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЙ ЧЕЛОВЕКА
Кинематические особенности движений человека как биомеханической системы намного сложнее, чем особенности движений твердого тела. Это зависит как от механических причин, так и от биологических факторов — активности мышц.
Составное движение и его составляющие
В биомеханике удобно условно различать: а) составное движение как результат движения нескольких связанных друг с другом тел и б) сложное движение одного тела (одновременно поступательное и вращательное).
Выше говорилось о том, что сложное движение твердого тела в пространстве можно представить себе как результат сложения двух простых движений: поступательного и вращательного. В этом случае складываются два движения одного тела.
Но тело человека — изменяемая система, поэтому в его двигательной деятельности имеет место еще и сложение движений различных звеньев. Например, при толкании ядра движение кисти легкоатлета относительно Земли есть результат сложения множества движений звеньев ноги, туловища и руки, т.е. составное движение.
Сложение скоростей и ускорений в составном движении
Результирующая угловая скорость двух вращательных движений (переносного и относительного) вокруг параллельных осей равна их сумме, если вращения направлены в одну сторону, и разности — если направления противоположны.
Иначе говоря, здесь имеет место алгебраическое суммирование. Результирующая угловая скорость увеличивается, когда составляющие ее угловые скорости направлены в одну сторону. Движение же в каком-либо сочленении в противоположную сторону уменьшает скорость конечного звена (и линейную, и угловую).
Результирующее ускорение такого составного движения, в котором переносное движение является вращательным, равно сумме трех ускорений: переносного, относительного и поворотного:
Сложение скоростей и ускорений происходит намного сложнее, если переносное движение вращательное, а относительное — поступательное.
Уточним направление поворотного ускорения. При отдалении тела по радиусу от оси переносного вращения поворотное ускорение направлено в сторону вращения, при приближении тела к оси вращения оно направлено в сторону, противоположную вращению.
Иначе говоря, при приближении тела к оси вращения поворотное ускорение отрицательное, при отдалении тела от оси вращения — положительное (по отношению к скорости вращения).
Изменение скоростей в движениях человека
Изменениями направления и сложением скоростей движений звеньев обусловливаются возвратно-вращательный, а иногда и возвратно-поступательный, а также круговой характер движений звеньев тела человека.
При движениях звеньев в суставах движение каждого звена можно приближенно рассматривать как вращательное. Следовательно, траектории точек звеньев будут криволинейными и скорости будут изменять свое направление. Благодаря сложению движений звеньев в составное движение траектории рабочих точек могут иметь очень разнообразную пространственную форму. Также весьма разнообразными могут быть изменения результирующих скоростей рабочих точек.
Ни в одном сочленении человека и животных невозможно полное вращательное движение. Во всех одно- и двуосных суставах возможны движения вокруг осей в пределах обычно около половины окружности. Вследствие этого движения в суставах имеют возвратно-вращательный характер (со сменой направления на обратное). В большинстве случаев это движения колебательноготипа.
В результате пары вращений с одинаковыми по величине, но противоположными по направлению угловыми скоростями (например, разгибание в локтевом и сгибание в плечевом суставах) возникает поступательное движение звена или нескольких звеньев (например, движение предплечья и кисти вперед). Но такое движение также ограниченное связями в суставах и потому носит возвратно-поступательный характер (со сменой направления на обратное). Надо подчеркнуть, что поступательным движение является относительно всего тела, а в соответствующих суставах — это по-прежнему возвратно-вращательное движение.
В шаровидных суставах (плечевом, тазобедренном) возможно круговое движение (циркумдукция) без возвратного движения. В механике это движение рассматривается как ряд последовательных элементарных поворотов вокруг мгновенных осей вращения, проходящих через сустав. Мгновенная ось все время изменяет свое направление; мгновенные угловые скорости и ускорения также все время изменяются. Таким образом, круговое движение — это сложное движение, состоящее из двух вращений.
Из бесчисленного множества возможных траекторий в процессе эволюции и разумного отбора закрепились в практике лишь очень немногие из возможных сочетаний. Это движения, наиболее рациональные как в отношении достижения цели, так и по экономичности использования возможностей. В спортивных движениях отбираются и закрепляются самые эффективные. Поэтому здесь траектории рабочих точек и определяющие их скорости движений имеют более строго установленный характер, чем, например, в бытовых движениях.
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 1045;